Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành Công trìnhMỤC LỤC PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH 25 CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 25 5.1 Mục đích và phương pháp tính 25 9.1 Tín
Trang 1Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành Công trình
MỤC LỤC PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH 25
CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 25 5.1 Mục đích và phương pháp tính 25
9.1 Tính toán điều tiết lũ phương án chọn 57
9.6 Tính toán thấm qua đập và nền 72
9.7 Tính toán ổn định đập đất 88
CHƯƠNG 10 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 97 10.1 Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn 97
11.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 131
11.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống 142
PHẦN 4 146 CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 146 CHƯƠNG 12 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 146
12.6 Tính toán và kiểm tra nứt 172
Error: Reference source not found9
PHỤ LUC TÍNH TOÁN 180
Trang 2PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.
1.1 Điều kiện tự nhiên
1.1.1 Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Hao Hao nằm trên suối Hao Hao thuộc vùng đồi núi xã Nguyên Bình huyện Tĩnh Gia - tỉnh Thanh Hoá, cách trung tâm huyện lỵ Tĩnh Gia 9km theo đường thẳng về phía tây Vị trí xây dựng công trình nằm ở toạ độ địa lỹ: 19o25’~19o29’ vĩ độ Bắc, 105o41’~105o~44’ kinh độ Đông
Giới hạn hành chính:
- Phía đông giáp xã Hải Lĩnh
- Phía nam giáp xã Phúc Lâm
- Phía Tây giáp xã Phú Sơn
- Phía Bắc giáp xã các Sơn và Hùng Sơn
1.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo
1.1.2.1 Lòng hồ
Lòng hồ là một thung lũng có chiều rộng bình quân (250~300)m, chiều dài (3000~3500)m, chạy theo hướng Nam - Bắc Lòng sông được bao bọc bằng các dãy núi.Dãy núi phía Tây - Bắc cao độ cao nhất 500m Dãy núi phía Đông – Nam và sườn núi phía Tây – Nam cao độ cao nhất 300m Eo Văn Liễn thấp nhất cao độ +30.6m Xu thế địa hình lòng hồ dốc từ phía Tây – Nam về phía Đông - Bắc
Suối Hao Hao đổ ra sông Thị Long tại ngã ba Anh Sơn, Lưu vực hồ Hao Hao tính đếnvị trí đập: Flv=20Km2
- Chiều dài suối chính: L = 6,5Km
- Tổng chiều dài các nhánh suối trong lưu vực; L = 12,7Km
- Chiều rộng lưu vực: L = 3,0Km
Rừng trong lưu vực chủ yếu là rừng tái sinh và trồng rừng theo chương trình 327 giao
Trang 3Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 4 Ngành Công trình
Độ dốc bình quân lưu vực 30 ~ 40%
Lòng hồ cao độ (+13,00~+18,00) mức nước đến cao độ (+28,00) diện tích ngập khoảng 120ha.Trong long hồ do địa hình dốc và phức tạp nên dân không trồng lúa mà trồng cây lấy gỗ là chính như bạch đàn… Hiện nay cây có đường kính 15~25cm đang
độ phát triển Số lượng cây bị ngập được UBND Huyện Tĩnh Gia thành lập hội đồng xác định đưa vào phần đền bù hoa lợi
Suối chính có độ dốc i = 26,5% Chiều rộng suối chính bình quân 30m Tại vị trí đập độ dốc long suối i = 0,005 Chiều rộng long suối 25m Do địa hình lưu vực dốc do
đó trong suối về mùa tháng 2 tháng 3 nước ở suối chỉ có chiều sâu 0,2 ~ 0,3m, nhưng
về mùa lũ theo vết lũ max mực nước tại vị trí đập nước sâu 12~13m
1.1.2.2 Tuyến đầu mối
Đập đất vị trí tuyến phía dưới 2 khe gặp nhau 100m hai đầu đập là 2 dãy núi có sườn thoải chạu dọc theo suối Hao Hao, đầu đập phía tả sườn núi thoải và tương đối phẳng, ở cao độ (+30,00) có eo đổ về hạ lưu bố trí tràn xả lũ đổ về suối Hao Hao
Lòng suối đi sát sườn núi phía hữu, cao độ long suối ở vị trí đập (+4,00) đầu đập phía hữu có sườn núi dốc địa hình phức tạp
1.1.2.3 Tuyến tràn xả lũ
Tràn xả lũ được bố trí đầu vai phải đập chạy dọc theo sườn dốc cao độ (+30,00)đổ về thẳng về hạ lưu suối Hao Hao ở cao độ (+4~4,5) chiều dài >70m
1.1.2.4 Tuyến cống dưới đập
Tưới cho khu tưới phía Bắc 110ha
Vị trí cống ở đầu vai hữu đập, sườn núi tương đối dốc và sát long suối Hao Hao
1.1.2.5 Đại hình khu tưới và tuyến kênh chính
Khu tưới có 2 vùng:
Vùng 1: Sau đập diện tích 110ha, khu tưới cách vị trí đập 750m đến giáp đường sắt Cao độ khu tưới cao nhất (+12,0) và thấp nhất (+10,0) có xu thế dốc theo hướng Đông-Bắc (từ đập xuống)
Tuyến kênh đi men theo sườn núi phía hữu từ đầu đập vào giữa vùng tưới dài
Trang 4Vùng 2: khu tưới sau eo Văn Liễn diên tích 612ha Từ thượng lưu hồ Ao Quan xuống đến giáp xã Trúc Lâm chiều dài khu tưới L = 7,0Km chiều rộng khu tưới từ sườn núi thuộc địa phận xã Xuân Lâm xuống đến đường sắt, chỗ rộng nhất 2,75Km nơi hẹp nhất 500m Xu thế địa hình khu tưới dốc theo hướng Bắc-Nam(từ eo Văn Liễn xuống), cao độ nơi cao nhất (+9,5~+12,0) nơi thấp nhất (+5,5~+6,5) hầu hết ở cao độ (+5,0~+7,0) trong khu tưới có nhiều khe, suối tiêu nước chảy về sông Bạng.
Tuyến kênh từ eo Văn Liễn theo sườn núi từ độ cao (+12,5~+7,0) chiều dài 7,0Km Những đoạn qua các khe suối làm cầu máng dẫn tưới, để tiêu nước dưới máng trong khu tưới thuận tiện đảm bảo ổn đinh cho kênh
1.2 Tình hình khí tượng thuỷ văn
1.2.1 Mạng lưới trạm thuỷ văn và tài liệu tính toán
Đặc điểm thuỷ văn lưu vực hồ Hao Hao là một vùng đồi núi gần biển, khí hậu có
2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ thang 6 đến tháng 12, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 5 năm sau Trong lưu vực không có tram thuỷ văn Do đó khi tính sử dụng các trạm thuỷ văn lân cận như trạm Tĩnh Gia, Yên Mỹ và tham khảo tài liệu của trạm Xuân Thượng-Thanh Hoá
- Vị trí trạm thuỷ văn Tĩnh Gia cách trung tâm lưu vực 9Km về phía Đông
- Trạm Yên Mỹ cách trung tâm lưu vực 10Km về phía Tây
- Trạm Thanh Hoá cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Bắc
- Trạm Xuân Thượng cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Tây
Các trạm trên có liệt số thuỷ văn năm 1952~1980 là 27 năm Riêng trạm Xuân Thượng
có 18 năm từ 1968~1985 (tài liệu đã dùng tính toán dự án hồ chứa Hao Hao năm 1989) Các tài liệu khí tượng thuỷ văn trên đã được đài khí tượng thuỷ văn Thanh Hoá thông qua và tổng cục khí tượng thuỷ văn phê chuẩn Do tài liệu có ít, em đã bổ sung thềm tài liệu đo mưa của tram thuỷ văn Tĩnh Gia và Yên Mỹ, từ năm 1980 đến năm
2000 là 20 năm đưa vào liệt tính toán thuỷ văn cho hồ Hao Hao
1.2.2 Các đặc trưng khí tượng thuỷ văn
a Đặc trưng thuỷ văn lưu vực:
Bảng 1-1: Đặc trưng thuỷ văn lưu vực
Trang 5Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 6 Ngành Công trình
Trang 6Q
(m 3 /s) 0.00 62.30 124.57 186.86 249.14 311.43 337.70 436.00 404.86 373.71 342.57Thời
+ Lượng bốc hơi trung bình năm huyện Tĩnh Gia là Zo = 898,5mm
Bảng 1-8: Phân phối lượng bốc hơi mặt nước theo các tháng
+ Lượng bùn cát lơ lửng theo tài liệu thuỷ văn lấy: Vll = 2992m3/năm
+ Bùn cát di đẩy lấy bằng 30% lượng bùn cát lơ lửng: Vdđ = 898m3/năm
Trang 7Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 8 Ngành Công trình
+ Bùn cát do sạt lở vách núi bờ sông trong lưu vực lấy 15% lượng bùn cát lơ lửng:
Vsl = 449m3/năm
+ Tổng lượng bùn cát: Vbc= 4339m3/năm
b Đặc trưng khí tượng lưu vực:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất tháng 1: từ 16 - 170C, tháng cao nhất tháng 7: từ 19 - 290C Nhiệt độ cao nhất 40oC Bốn tháng trong năm có nhiệt độ trung bình (20OC từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau)
Bảng 1-9: Thống kê nhiệt độ trung bình trong tháng của năm tại trạm Tĩnh Gia
Sự chênh lệch giữa các vùng và độ ẩm tương đối ít so với độ ẩm tuyệt đối
Bảng 1-10: Độ ẩm tương đối trung bình tháng năm trạm Tĩnh Gia
- Gió bão: Ứng theo mùa tốc độ gió lớn nhất mùa bão là 43m/s.
+ Tốc độ gió bình quân lớn nhất: Vmax = 35m/s
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 2%, V2% = 43,7m/s
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 4%, V4% = 39m/s
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 5%, V5% = 37,2m/s
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 30%, V30% = 34,4m/s
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 50%, V50% = 32m/s
Trang 8Bão ảnh hưởng bắt đầu từ tháng VI đến hết tháng XI, hầu hết các trận bão đổ bộ vào đất liền thường mang theo lượng mưa lớn (200 ÷250mm), kéo dài về diên rộng.
-Mưa: Mùa mưa từ tháng V ÷ X mùa khô từ tháng XI ÷ IX năm sau.ư
+ Lượng mưa ứng với tần suất thiết kế 75% là: Xp = 1410mm
Bảng 1-11: Lượng mưa trung bình trạm Tĩnh Gia
Trang 9Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành Công trình
Trang 10Địa chất vùng xây dựng công trình tương đối phức tạp Qua tài liệu khảo sát nghiên cứu ta có :
1.3.1.1 Lòng hồ :
Vùng hồ được bao bọc bởi các dãy núi cao trên 30 m, đáy hồ phủ các lớp pha tàn tích á sét dày 1,0 ÷ 10 m, hệ số thấm nhỏ (10-5÷ 10-6cm/s) ngăn giữ được nước Chỉ có hỗn hợp cát + cuội sỏi dày 3,8 ÷ 4 m là thấm mạnh, cần xử lý
Trang 11Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 12 Ngành Công trình
Trữ lượng khảo sát 2 mỏ trong lòng hồ la (400000~800000)m3, độ dày lớp khai thác (2,5~4)m, chất lượng tốt bảo đảm yêu cầu đắp đập, có tài liệu cơ lý của đất kèm theo Trữ lượng khảo sát 2 mỏ hạ lưu đập là 200000m3
+ Đá làm thiết bị thoát nước :
C = 0; ϕ = 320; n = 0,35 ; γđá tn = 2,5T/m3; γbh= 2,85T/m3
1.4.2 Đá hộc + đá 1x2 đổ bê tông.
Vùng Tĩnh Gia đá xây dựng không có đá cường độ cao, chủ yếu là đá phong hoá màu vàng, màu xám nâu cường độ thấp Để đảm bảo chất lượng công trình, đã đề nghị lấy đá hộc và đá đổ bê tong ở mỏ đá Nhồi hoặc mỏ đá Đông Cương Thanh Hoá (mỏ đá lớn của tỉnh)
Trang 12Lấy nguồn nước từ suối Hao Hao, nước ở suối Hao Hao là nước ngọt không màu, không mùi, hiện nay dân địa phương vẫn đang sử dụng trong sinh hoạt tốt, nước này
có thể dùng đổ bê tông, trữ lượng nước đủ yêu cầu cho xây dựng
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1.Tình hình dân sinh kinh tế
2.1.1.Dân số và lao động
Theo số liệu điều tra năm 1986 dân số toàn huyện Tĩnh Gia 17000 người, đến năm
1990 có khoảng 187000 người và năm 2000 có 198000 người
Riêng vùng phía nam huyện Tĩnh Gia có 14 xã tổng số dân tính đến năm 2000 là
78500 người
Dân số nông nghiệp chiếm 70%, nghề cá chiếm 20%, các nghề khác 10%
Vùng dự án số dân 4 xã: Định Hải, Hải Nhân, Nguyên Bình và Xuân Lâm Tính đến năm 2000 là 19800 người chủ yếu là nghề nông nghiệp chiếm 90% còn lại 10% là nghề khác, tỷ lệ phát triển dân số 2,2%
Bảng 1-13: Dân sinh lao động của 4 vùng dự án.
2.2.1 Nhiệp và đời sống nông thôn vùng dự án.
Hiện nay do năng suất cây trồng thấp vì thiếu nước, việc đưa tiến bộ khoa học vào sản xuất nông nghiệp là khó khăn đối với đời sống chung của nhân dân Tĩnh Gia và riêng của vùng dự án là còn quá nghèo tỷ lệ đói nghèo còn cao, hang năm tỉnh và huyện phải trợ cấp khó khăn, phương hướng quy hoạch vùng dự án là xây dựng hồ
Trang 13Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành Công trình
Hao Hao chủ độ cấp nước tưới cho 722ha, từng bước cải tạo đồng ruộng đưa 70-90% giống lúa mới có năng suất cao vào vùng dự án, kể cả cây màu và cây công nghiệp
2.2.2 Lâm nghiệp
Sau khi xây dựng hồ cải tạo môi trường sinh thái, khí hậu những vùng diện tích có cao độ cao (vùng sườn đồi bãi, núi) giao khoán cho các cán bộ xã viên trồng rừng, xây dựng điểm các trang trại Quy hoạch theo vùng để phát triển các loại cây cho phù hợp với từng loại đất ở xung quanh hồ Hao Hao và lưu vực hồ có thể trồng cây lấy gỗ như cây bạch đàn xen kẽ trồng những vùng cây ăn quả
2.2.3 Công nghiệp
Trong vùng dự án không có nhà máy công nghiệp, trong tương lai vùng này chưa
có quy hoạch xây dựng nhà máy công nghiệp nao Vùng phía nam huyện Tĩnh Gia có khu công nghiệp Nghi Sơn là nhà máy xi măng trắng và cảng nước sâu, đây là tiền đề thuận lợi cho các vùng lân cận sản xuất phát triển kinh tế xã hội
2.2.4 Y tế
Hiện tại các vùng dự án có các tram xá nhưng trang thiết bị còn quá đơn sơ, số cán
bộ y tế có trình độ còn thấp chưa có bác sĩ ở trạm, tương lai phải đầu tư 1÷2 bác sĩ
2.2.7 Giao thông vận tải
Giao thông trong vùng dự án có đường sắt Bắc – Nam chạy qua, đường quốc lộ 1A chạy qua, có trục đường liên xã chạy dọc qua 4 xã qua công trình cống Văn Liên
và đến gần khu vực đậo đầu mối, đường đất ô tô có thể đi được, các mạng đường thôn xóm nối nhau tạo thành một hệ thống giao thông nông thôn đi lại thuận tiện Trong tương lai xây dựng kinh tế hạ tầng Nhà nước và nhân dân cùng làm sẽ dần dần kiên cố
Trang 14hoá các đường giao thông liên thôn Riêng tuyến đường từ 1A vào khu vực đầu mối và
eo Văn Liên trong dự án này được nâng cấo đường dải nhựa (đường cấp 4 đồng bằng), làm đường vận chuyển vật liệu và quản lý công trình, chiều dài eo Văn Liên L = 1730m, chiều dài tuyến vào đầu mối L = 2670m
2.2.8 Hiện trạng thuỷ lợi
Xây dựng hồ chứa Hao Hao để đảm bảo yêu cầu cấp nước cho sản xuất, sửa chữa nâng câng cấp các hồ đập nhỏ để có nhiều nguồn nước phục vụ cho nhu cầu ngày càng phát triển trong vùng Định hướng phát triển kinh tế xã hội vùng dự án và vùng lân cận Xây dựng hồ Hao Hao từng bước đưa năng suất nông nghiệp đạt bình quân 6 ÷ 7 tấn/ha Ngoài ra xây dựng cơ sở hạ tầng phấn đấu 90% các hộ gia đình có nhà kiên cố
và bán kiên cố không có hộ đói, giảm hộ nghèo
CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC
VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH.
3.1 Phương án sử dụng nguồn nước.
Để có được giải pháp công trình tốt nhất trước khi thiết kế công trình cần phải xác định được lượng nước yêu cầu của các hộ dùng nước và nhu cầu dùng nước của các loại cây trồng
3.2 Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng
3.2.1 Lượng nước yêu cầu
Trên cơ sở giải pháp công trình, diện tích, cơ cấu, thời vụ cây trồng điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu qua tính toán thuỷ nông, xác đinh mức tưới, hệ số tưới và lượng nước yêu cầu đối với hồ chứa Hao Hao Vùng dự án nằm sát vùng tưới của hệ thống thuỷ nông Yên Mỹ, điều kiên thổ nhưỡng, cây trồng và khí hậu giống nhau Tính toán thuỷ nông cho hồ Yên Mỹ đã được kiểm đinh thực tế những năm qua cho thấy các chỉ tiêu kỹ thuật thuỷ nông của hồ Yên Mỹ phù hợp với thực tế áp dụng tính cho hồ Hao Hao
- Hệ số tưới:
+ qmax = 1,72(l/s)/ha
+ qmin = 0,53(l/s)/ha
Trang 15Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành Công trình
+ qtk = 1,0(l/s)/ha
+ qmàu = 1,72(l/s)/ha
- Hệ số lợi dụng kênh mương hệ thống: ηht =0,65
Bảng 3-1: Mức tưới cho 1 ha lúa và màu
W.10 3 (m 3 )/1ha
lúa 2,709 2,639 2,243 2,533 0,173 0 3,395 2,44 1,044 2,177 0 1,763 20,85W.10 3 (m 3 )/1ha
màu 0,835 0,717 0,679 0,767 0,053 0 0 0 0 0 0 0,535 3,586
3.2.2 Nhu cầu dùng nước tưới cho 722ha
Trong đó 442ha lúa, 280ha hoa màu
Bảng 3-2: Nhu cầu dùng nước của vùng
3.2.3 Diện tích tưới vùng dự án các loại cây trồng
Vùng dự án diện tích tưới có 2 khu: Tại khu tưới phía Bắc diện tích 110ha, trong
đó tưới cho màu 46ha từ cao độ (+10,0 ÷ +12,0) Tưới cho lúa 64ha từ cao độ (+11÷+9,8) Tại khu tưới phía Nam diện tích 612ha Trong đó tưới cho màu 234ha từ cao độ (+12,5 ÷ +8,5) Tưới cho lúa 378ha từ cao độ (+9,5 ÷+5,5)
- Tổng diện tích cả 2 vùng 722ha
- Trong đó: Tưới cho màu là 280ha
- Tưới cho lúa: 442ha
3.3 Phương hướng phát triển
Duy trì tốc độ tăng trưởng kinh tế ở mức cao, cải thiện và nâng cao mức sống của nhân dân Xây dựng nền nông nghiệp bền vững, dần chuyển dịch cơ cấu kinh tế sang nâng cao tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ.Theo kế hoạch phát triển kinh tế của địa phương thì đây là vùng có tiềm năng để phát triển kinh tế nông nghiệp, có điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu thích hợp với các loại cậy công nghiệp có hiệu quả kinh tế cao, là vùng đất đai còn rộng nhưng đời sống của nhân dân còn gặp khó khăn vì không
Trang 16có hệ thống thủy lợi phục vụ tưới nên năng suất thấp Vì vậy việc cần thiết phải có sự đầu tư của nhà nước để xây dựng công trình với quy mô thỏa đáng Với kế hoạch là tưới phục vụ tổng diện tích là 722ha, kết hợp với nuôi trồng thủy sản.Với điều kiện đủ nước thì đưa giống mới vào sản xuất nông nghiệp, năng suất từ đó nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho nhân dân trong vùng
3.4 Nhiệm vụ công trình thuỷ lợi hồ Chứa Hao Hao
Xây dựng hồ chứa Hao Hao nhằm mục đích cấp nước cho 722ha diện tích của 4
xã Nguyên Bình, Hải Nhân, Định Hải và Xuân Lâm cấp nước sinh hoạt cho 4000 người vùng dự án 4 xã nói trên, giảm bớt lũ cho sông Thị Long, tạo cảnh quan môi trường, tươi xanh, sạch đẹp vùng dự án, góp phần tích cực vào muc tiêu xây dựng kinh
tế hạ tầng cơ sở, ổn định đời sống nhân dân, an ninh quốc phòng vững mạnh
3.5 Sự cần thiết phải xây dựng công trình
Huyện Tĩnh Gia gồm 34 xã tổng diện tích 44244ha số dân 170000 người trong đó nghề nông nghiệp chiếm 70% Tổng diên tích canh tác trên 10000ha
Vùng phía bắc sông Lạng Bạng gồm 20 xã, diện tích tự nhiên trên 23 ngang ha Diện tích canh tác 6 ngàn ha nguồn nước tưới chủ yếu là hồ Yên Mỹ Hồ này theo nhiệm vụ tưới cho 5840ha, những năm trước đây chỉ đảm bảo 60÷70% nhiệm vụ Nguyên nhân là do kênh mương không đảm bảo, các công trình trên kênh không đồng
bộ tưới tràn mất nhiều nước Do đó phải có đầu tư để làm lại kênh chính, kênh Bắc, kênh nhánh Ngoài ra còn có một số hồ đập nhỏ nhưng chỉ tưới khoảng 100ha Vùng này thiếu nước mà không có nguồn Do vậy để đáp ứng các yêu cầu trên thì xây dựng công trình hồ Hao Hao là rất cần thiết
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN
4.1 Giải pháp công trình
Trong thực tế có rất nhiều phương án đáp ứng yêu cầu dùng nước phục vụ nông nghiệp, nhưng căn cứ vào điều kiện thực tế cho phép của từng khu vực mà ta lựa chọn phương án có lợi nhất
Qua phân tích thấy rõ phương án xây dựng hồ chứa khống chế tưới tự chảy là phương án thích hợp nhất đối với khu vực mà điều kiện tự nhiên cho phép Tại khu vực dự định xây hồ chứa Hao Hao ta thấy nguồn cung cấp vật liệu gần và thuận tiện,
Trang 17Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Ngành Công trình
tình hình địa chất của nền đảm bảo độ an toàn của đập Tuy nhiên xét trong điều kiện
cụ thể của tuyến công trình ta thấy chọn loại đập đất có nhiều thuận lợi hơn vì:
+ Quản lý khai thác đơn giản, công tác tu bổ ít tốn kém
+ Vật liệu xây dựng: đã tiến hành thăm dò và tìm kiếm được 7 mỏ đất dính đáp ứng được yêu cầu về chất lượng làm đập đất Về trữ lượng có khả năng khai thác được tùy theo trữ lượng thiết kế yêu cầu
+ Nước ta đã và đang xây dựng rất nhiều đập đất nên về công nghệ và kỹ thuật cũng như kinh nghiệm quản lý thi công đều có Vì vậy ta chọn hình thức xây dựng đập dâng nước là đập đất.Việc xây dựng hồ chứa Hao Hao là giải pháp tốt nhất giải quyết nhu cầu dùng nước và tưới cho nông nghiệp của xã Đây là phương án tiết kiệm nhất cho đồng bào cho khu vực
4.2 Hình thức các công trình đầu mối
4.2.1 Đập ngăn sông
Dựa vào tình hình địa hình địa chất khu vực xây dựng và lượng vật liệu tại khu vực xây dựng thì có thể chọn hình thức đập là đập đất đồng chất Vật liệu cung cấp đủ trữ lượng để xây dựng đập với cự ly hợp lý
4.2.2 Tràn xả lũ.
Tràn tính toán là tràn đỉnh rộng không có cửa van điều tiết
4.2.3 Cống lấy nước
Cống lấy nước là cống hộp bê tông cốt thép
4.3 Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế:
4.3.1.Xác định cấp công trình
Theo TCXDVN 285 : 2002 công trình tưới 722 ha thuộc công cấp III
Theo chiều cao công trình: tuyến đập có chiều cao đập bằng 15đến 35m Loại đất nền là đất á sét thuộc nhóm B và là loại đập đất Theo tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002
Trang 18-Tần suất lưu lượng lũ kiểm tra: P = 0,2%
- Tần suất gió tính toán (bảng (4-2) 14TCN 157-2005)+ Với MNDBT P = 4%
Tuổi thọ công trình là: 75 năm
+ Độ vượt cao an toàn (bảng (4-1) 14TCN 157-2005)
Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết.
- Mực nước chết (MNC) phải chứa hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong suốt thời gian hoạt động của công trình
Vc ≥ Vb.TTrong đó: + Vb : thể tích bồi lắng hàng năm
+ T : thời gian hoạt động của công trình
Trang 19Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành Công trình
- Đối với kho nước có nhiệm vụ tưới tự chảy, MNC không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để đảm bảo tưới tự chảy
MNC ≥ Zyc + hWTrong đó: + Zyc : cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh
+ hW : tổng tổn thất cột nước qua cống
Do đó khi xác định MNC cần thoả mãn 2 điều kiện sau:
Điều kiện lắng đọng bùn cát
Điều kiện tưới tự chảy
4.4.1.1: Xác định mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát.
- Theo nguyên tắc lắng đọng bùn cát, mực nước chết được xác định theo công
Trong đó: + a: độ cao an toàn đảm bảo bùn cát không đi vào cống láy nước
+ h: chiều sâu dòng chảy ở cửa vào cống, ứng với MNC và lưu lượng tương ứng
- Sơ bộ chọn : a = 0,5m ; h = 1m
+ Zbc : cao trình bùn cát được xác định theo thể tích bùn cát
Xác định tuổi thọ của hồ chứa: Với công trình cấp III, tra TCXDVN 285-2002,
ta có tuổi thọ của công trình là T = 75năm
Xác định thể tích bùn cát Vbc : Vbc = Vll + Vdđ + Vsl = 2992+898+449 =
4339(m3/s)
+ Vll : thể tích bình quân nhiều năm của chất lơ lửng
+ Vdđ : thể tích bùn cát di đẩy lấy bằng
+ Vsl : thể tích bùn cát do sạt lở vách núi bờ sông trong lưu vực
Qua thời gian T=75 năm, dung tích lắng đọng của hồ là:
4.4.1.2: Xác định mực nước chết theo điều kiện tưới tự chảy.
- Theo điều kiện tưới tự chảy, MNC được xác định như sau:
MNC = Zyc + hW
Trang 20+ Zyc : cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh.
Zyc = 13,5+ hW : tổng tổn thất cột nước qua cống, sơ bộ chọn hW =0,5
Cách lựa chọn MNDBT và dung tích hồ chứa Vh cần kết hợp các điều kiện sau:
- Cao trình mực nước trong kho phải nhỏ hơn hoặc bằng cao trình mực nước cao nhất cho phép của hồ chứa, hoặc dung tích trong kho phải nhỏ hơn hoặc bằng dung tích lớn nhất của hồ chứa
Z(t) ≤ Zmax hoặc V(t) ≤ Vmax
- Cao trình mực nước trong kho phải lớn hơn hoặc bằng cao trình mực nước thấp nhất cho phép của hồ chứa, hoặc dung tích trong kho phải lớn hơn hoặc bằng dung tích nhỏ nhất của hồ chứa
Z(t) ≥ Zmin hoặc V(t) ≥ Vmin
- Lưu lượng nước ra khỏi kho phải nhỏ hơn bằng lưu lượng nước cho phép tháo xuống
hạ lưu để thoả mãn yêu cầu phòng lũ ở hạ lưu
Trang 21Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành Công trình
∗ Phương pháp trình tự thời gian: Gồm 2 phương pháp nhỏ
+ Phương pháp lập bảng + Phương pháp đồ giải
∗ Phương pháp thống kê:
Trong đồ án này ta chọn phương pháp lập bảng (Giải theo nguyên lý cân bằng nước)
[Q(t) –q(t)] ∆t = dv(t) Trong đó: Q(t) là tổng lượng nước chảy vào kho
q(t) là tổng lượng nước yêu cầu
Với kho nước điều tiết dài hạn - Sai phân hoá phương trình trên ta được:
Qi ∆t i – qi.∆ti = Vi –Vi -1
Trong đó: Vi và Vi-1 : dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán
∆ti = ti - ti-1: thời đoạn cân bằng thứ i, chọn ∆i = 1 tháng
Qi , qi : lưu lượng nước đến và đi trong thời đoạn tính toán
Trang 22V 0.228 0.693 0.465 0.000
+ Cột 1 : Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn
+ Cột 2: Tổng lượng dòng chảy đến trong từng tháng WQi = Qi.Δti
Qi : Lượng nước đến trong từng thángΔti : thời gian của một tháng (s)
+ Cột 3: Tổng lượng nước dùng
+ Cột 4,5: Lượng nước thừa thiếu
(4) = (2) - (3) khi WQ > Wq (tổng lượng nước đến lớn hơn tổng lượng nước dùng) (5) = (3) - (2) khi WQ < Wq (tổng lượng nước đến nhỏ hơn tổng lượng nước dùng).+ Cột 6: Tình hình trữ nước
+ Cột 7: Lượng nước xả thừa
Từ bảng trên ta xác định được Vh1 = 5,389.106 m3
b Tính toán dung tích hồ (Vh)khi có kể đến tổn thất
Tổn thất của hồ chứa tính toán ở đây gồm tổn thất do bốc hơi và do thấm
Bằng phương pháp tính đúng dần ta tiến hành lập các bảng tính lấy kết quả của bảng trước làm số liệu để tính bảng sau đến khi dung tích hiệu ích của hồ trong các lần tính tiến gần đến con số ổn định Nội dung bảng tính gồm có :
Bảng:4-2: Tính toán tổn thất trong kho nước
Trang 23Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành Công trình
+ Cột 2: Dung tích kho ở cuối thời đoạn tính toán
+ Cột 3: Dung tích kho bình quân của hồ chứa Vi = (Vc + Vk)/2
+ Cột 4: Diện tích mặt thoáng tương ứng Tra quan hệ Z~V
+ Cột 5: Lượng nước tổn thất do bốc hơi, Wbh= ∆Z.Ftb
∆Z Chiều dày lớp nước bốc hơi mặt hồ
+ Cột 6: Lượng nước tổn thất của hồ chứa do thấm Wthấm = 1%.Vtb
,5
389,5666,
⇒VBT = Vh + Vc = 5,666 + 0,82 = 6,486 (106 m3)
Tra quan hệ Z ~ V ứng với VBT = 6,486(106 m3) ta tra được ZBT = 24,24(m)
Vậy ta chọn ZMNDBT = 24,24 (m)
Trang 24Bảng 4-4: Kết quả tính toán
4.5 Các phương án công trình nghiên cứu trong đồ án
Dựa vào tình hình địa hình địa chất và được sự gợi ý của thầy giáo hướng dẫn đồ
án này em chọn các phương án để tính toán như sau : Btr chọn sơ bộ là 35,40,45m
CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 5.1 Mục đích và phương pháp tính
5.1.1 Mục đích.
Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết dòng chảy là nâng cao lưu lượng mùa kiệt và hạ thấp lưu lượng mùa lũ Điều tiết năm và nhiều năm chủ yếu là nghiên cứu cách nâng cao lưu lượng mùa kiệt hoặc lưu lượng năm ít nước, còn điều tiết dòng chảy lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ, lưu lượng đỉnh lũ lớn
Mục tiêu của việc nghiên cứu điều tiết lũ của hồ chứa là thông qua việc tính toán, tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của hồ chứa, phương thức trữ nước và tháo nước thích hợp, từ đó giảm bớt kích thước công trình tháo lũ và thoả mãn cột nước hạn chế lúc tháo lũ (cột nước thấp nhất yêu cầu lúc vận hành nhà máy thuỷ điện) Thường người ta phải căn cứ vào năng lượng thoát lũ của sông và mực nước hạn chế của phòng lũ để xác định phương thức tháo lũ cho hồ chứa, dung tích phòng lũ và kích thước của công trình tháo lũ Như vậy để có cơ sở cho việc tính toán điều tiết lũ của hồ chứa, trước hết ta cần xác định tiêu chuẩn phòng lũ, phân tích về lũ thiết kế, lưu lượng tháo an toàn đối với hạ lưu và mực nước khống chế
5.1.2 Nguyên lý và phương pháp tính toán:
5.1.2.1 Nguyên tắc tính toán
Dựa trên nguyên lý cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả qua công trình xả: Q.dt – q.dt = F.dh
Trong đó:
- Q là lưu lượng nước đến kho nước
- q là lưu lượng nước ra khỏi kho nước
Trang 25Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 26 Ngành Công trình+ F: Diện tích mặt thoáng của kho nước
+ dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ
+ dh: Vi phân của cột nước trên công trình xả
Nếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trình
Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2- t1, ở đây t1 và t2 là thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể đưa phương trình (5.1) về dạng sai phân sau đây:
Ở đây: + Q1, Q2: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính to
+ q1, q2: là lưu lượng xả tương ứng + V1, V2: là lượng nước có ở trong kho đầu và cuối thời đoạn ∆t Với mục đích là tìm đường quá trình xả lũ q ∼ t thì phương trình (5.2) chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2 và V2 Vì vậy chúng ta cần có một phương trình nữa đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng
+ Zt: mực nước thượng lưu công trình xả lũ
+ Zh: mực nước hạ lưu công trình xả lũ
+ C : tham số biểu thị công trình
Ở đây ta chọn phương pháp Potapop để tính toán
Trang 26Như vậy với bất kỳ thời đoạn ∆t nào thì vế phải đều đã biết và ta có:
+ Tính các giá trị f1, f2 ứng với các giá trị q vừa tính ở trên, vẽ thành biểu đồ
- Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết
+ Với mỗi thời đoạn∆t, ta tính Q=0,5(Q1+Q2)
+ Từ giá trị q1, tra trên biểu đồ được giá trị f1 và tính được f2 = f1 + Q
+ Từ f2 tra biểu đồ ngược lại sẽ được q2 Đó chính là giá trị lưu lượng xả tại cuối thời đoạn ∆t
q (m /s)
Q
1 q
f 1 f
f 1 , f 2
- Lặp lại các bước trên cho các thời đoạn tiếp theo cho đến khi kết thúc
Trang 27Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 28 Ngành Công trình
5.2 Tính toán và kết quả theo các phương án Btr khác nhau
Tính toán điều tiết lũ cho hồ chứa nước Hao Hao
Đối với đập tràn đỉnh rộng chảy tự do:
qx = ε.m.B 2.g.Htr3/2 (5.7)Trong đó:
+ Qx: Lưu lượng xả qua tràn (m3/s)
+ m:Hệ số lưu lượng, với đập tràn đỉnh rộng chảy tự do (chọn m= 0,36)+ H: Cột nước trên ngưỡng tràn (m)
- Cột 5 : Dung tích kho được xác định từ quan hệ Z ~ V ứng với cột (2)
- Cột 6 : Dung tích kho phần điều tiết lũ, V = cột(5) - V( MNDBT )
- Cột 9, 10:
2
qt
Trang 29Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 30 Ngành Công trình
Bảng 5-2:Kết quả tính toán điều tiết lũ P = 0.2%, B = 35
Trang 30Bảng 5-3: Kết quả tính toán điều tiết lũ P = 1%, B = 35
Trang 31Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 32 Ngành Công trình
Tiến hành tính toán cho các trường hợp lũ thiết kế và kiểm tra với các giá trị B tràn
= 40,45m Tính toán tương tự với Kết ghi ở Bảng: 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9 phụ lục
Bảng 5-10: Kết quả điều tiết lũ cho trường hợp P = 0,2%, P= 1%
Đập là một hạng mục công trình quan trọng nhất trong cụm công trình đầu mối ,
nó chiếm khối lưọng lớn vốn đầu tư Kích thước cũng như cao trình đỉnh đập có ảnh hưởng rất lớn tới sự an toàn và giá thành của hệ thống công trình
Khi xác định cao trình đỉnh đập cần đảm bảo cho nước không tràn qua đỉnh đập, và
an toàn của công trình trong mọi trường hợp Nhưng đồng thời cần tính toán để cao trình đỉnh đập không quá cao để tránh gây lãng phí
Trang 32Do vậy cần xác định một cao trình đỉnh đập thoả mãn yêu cầu về kinh tế và kĩ thuật
6.1.2 Vị trí đập và hình thức đập
Qua phần phân tích chọn tuyến công trình ta đã xác định được tuyến đập được xác định trên bình đồ Thông qua các tài liệu khảo sát về điều kiện địa hình địa mạo, địa chất khu vực xây dựng công trình, vật liệu địa phương, khu vực thi công và các điều kiện kinh tế khác thì thấy trữ lượng vật liệu đất là đủ điều kiện để xây dựng đập chính ngăn sông bằng vật liệu đất đồng chất Vậy ta chọn phương án xây dựng đập đất đồng chất là hợp lý vì lọai đập này có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, tận dụng được vật liệu địa phương
6.1.3 Các số liệu tính toán
-Mực nước dâng bình thường MNDBT = 24,24(m)
-Mực nước dâng gia cường MNLTK ứng với 3 phương án Btr là:
+Với Btr = 35(m) tính toán được MNLTK = 27,47 (m)
+Với Btr = 40(m) tính toán được MNLTK = 27,25(m)
+Với Btr = 45(m) tính toán được MNLTK = 27,09(m)
-Cấp công trình được xác định ở trên là công trình cấp III nên tốc độ gió tính toán được theo tần suất tương ứng theo 14TCN 157-2005 ta có:
+Hướng gió tính toán theo tài liệu thuỷ văn cung cấp ta có:
Vận tốc gió: V=39 (m/s) ứng với tần suất P = 4%
V = 32 (m/s) ứng với tần suất P = 50%
- Đà gió: Ứng với mực nước dâng bình thường: D = 1,35(km) = 1350(m)
Ứng với mực nước lũ thiết kế: D = 1,58 (km) = 1580 (m)
- Góc kẹp giữa hướng gió với trục đập α = 0o
-Thời gian gió thổi liên tục t = 6(h) = 6.3600 (s)
6.2 Thiết kế mặt cắt cơ bản của đập đất
6.2.1 Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt cao của đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồ chứa, (mực nước dâng bình thường, mực nước lớn nhất khi có lũ thiết kế và lũ kiểm tra) đảm bảo nước không tràn qua đỉnh đập quy định theo cấp công trình
Trang 33Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 34 Ngành Công trình
Cao trình đỉnh đập được xác định theo 2 trường hợp:
-Mực nước trong hồ ứng với MNLTK có xét tới chiều cao sóng leo và nước dềnh do gió bình quân lớn nhất nhiều năm
-Mực nước trong hồ ứng với MNDBT có xét đến chiều cao sóng leo và mực nước dềnh do tốc độ lớn nhất tính toán
- hsl; hsl': Chiều cao sóng leo ứng với MNDBT và MNLTK
- a, a’,a”: độ vượt cao an toàn, tra quy phạm đập đất 14TCN – 157/2005 ta có ;+ Với MNDBT a = 0,7 m
DV10.2
Trang 34- hs1%: chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm 1%
- K1, K2, K3, K4, Kα: các hệ số
+ Xác định chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%
Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% được xác định theo QPTL C-1-78 như sau:
-Giả thiết sóng trong trường hợp này là sóng nước sâu (H = 20,24m >
1350.81,9VgD
23,543339
21600.81,9Vgt
2 2
Tra trên đường cong bao phía trên đồ thị hình 35(QPTLC-1-78) ứng với một giá trị không thứ nguyên ta xác định được các cặp đại lượng không thứ nguyên
6,3Vg
2
Trang 35Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 36 Ngành Công trình
⇒
0055,0V
hg
77,0Vg
2
Trong hai cặp đại lượng không thứ nguyên trên chọn cặp có giá trị nhỏ nhất để tính
Do vậy ta chọn cặp đại lượng không thứ nguyên thứ 2 để tính
)s(061,381,9
39.77,0g
V.77,077
,0V
)m(85,081
,9
39.0055,0g
V.0055,0h0055,0V
Tính bước sóng trung bình được xác định theo công thức:
)m(626,1414
,3.2
061,3.81,92
=
=π
τ
=λ
Kiểm tra lại điều kiện giả thiết trên H = 20,24 > 7,313(m)
2 =
Tính chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%: hs1% = K1% h
Trong đó:
h: chiều cao sóng trung bình h = 0,85(m)
K1%: hệ số tra ở đồ thị hình 36(QPTLC-1-78) phụ thuộc vào giá trị 2
s
h
∆
, tra ở QPTL C-1-78 ta được K1 = 1, K2 = 0,9
- K3: hệ số phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái nghiêng m, tra QPTL C-1-78,
sơ bộ chọn hệ số mái m = 3-5, vận tốc gió V = 39m/s > 20m/s ta được K3 = 1,5
- Hệ số K4 tra ở đồ thị hình 10 (trang 15) QPTL C-1-78, phụ thuộc vào trị số mái
và trị số
1%
s h
λ
với:
14, 626
8, 4351,734
hλ = = ,H > 2.hs1% Tra đồ thị 10 a trang 15 QPTL C-1-78 ⇒ K4 = 1,3
Trang 36- Kα: hệ số phụ thuộc vào góc α giữa hướng gió và pháp tuyến với trục đậpKα = 1Thay các kết quả vào công thức (6-4) ta được
hsl = 1.0,9.1,5.1,3.1,734 = 2,435 (m)Thay các kết quả vừa tính được vào công thức (6-1) để xác định cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT:
⇒ ∇đ1 = 24,24 + 0,021 + 2,435+ 0,7 = 28 (m)
6.2.1.2 Xác định cao trình đỉnh đập theo MNLTK
Cách tính toán tương tự như trên nhưng ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất V
= 32m/s, đà sóng D = 1580m, độ vượt cao an tòan a’ = 0,5m
Bảng 6-1: Bảng xác định cao trình đỉnh đập ứng với các phương án Btr
Các thông số Đơn vị Các trường hợp tính tóan
Trang 37Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 38 Ngành Công trình
Vậy ta chọn chiều rộng đỉnh đập B = 6m Đỉnh đập làm dốc về hai phía với độ dốc mỗi phía là: i = 0,01
Trang 38Phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố trong đó có những yếu tố cơ bản là: Đặc tính của vật liệu đắp đập, loại đập, chiều cao đập, các loại lực tác dụng lên mái dốc, điều kiện thi công và khai thác, tính chất cơ lý của đất nền, điều kiện kinh tế …
- Theo tài liệu ĐAMHTC có thể sơ bộ xác định hệ số mái dốc đập theo công thức kinh nghiệm : m1 = 0,05.H + 2
m2 = 0,05.H + 1,5Trong đó: H Chiều cao đập, với chiều cao đập như đã thiết kế ở phần trên tính đến đáy đập kể cả lớp bóc bỏ ở lòng suối là: hbóc = 0,5m.⇒ Zđáy = 3,5 + 0,5 = 4 (m)
Sơ bộ chọn hệ số mái như sau:
+ Mái thượng lưu
Theo tài liệu hướng dẫn đồ án môn học thủy công, khi đập cao trên 10m nên bố trí
cơ ở mái Cơ thượng lưu đặt ở cao trình +14,38, rộng 3 m để đảm bảo cho thi công cơ giới.Cơ hạ lưu đặt ở cao trình 16,38, rộng 3 m Kết quả này được kiểm tra lại ở phần tính toán ổn định mái đập
6.2.4 Bảo vệ mái dốc thượng, hạ lưu
6.2.4.1 Mái dốc thượng lưu
Trong quá trình làm việc của đập đất thì mái dốc thượng lưu là nơi chịu tác dụng của nhiều lực phức tạp khác nhau đặc biệt là áp lực sóng, áp lực thấm thủy động khi mực nước hồ rút nhanh…Nên cần phải gia cố cẩn thận để đề phòng sự phá hoại của các lực này.Có nhiều dải pháp công trình để bảo vệ mái dốc thượng lưu nhưng ở đây
để chống hiện tượng sạt lở mái do sóng gió gây ra nên với chiều cao sóng tương đối lớn (ứng với MNDBT hs1%) ta sử dụng biện pháp bảo vệ mái bằng tấm bê tông cốt thép mác 200 (150x150x10)cm để lát
Trang 39Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 40 Ngành Công trình
Để bảo đảm được sự nối tiếp giữa đá lát và thân đập, đồng thời có thể đề phòng hiệp tượng xói ngầm trong thân đập ta bố trí dưới có tầng lọc ngược Tầng lọc ngược gồm đá dăm (0,5x1) dày 15cm, cát hạt thô dày 10cm
Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu kể từ đỉnh đập xuống dưới mực nước chết (MNC) một khoảng bằng 1,5 chiều cao sóng ( theo GTTC tập 1)
Vậy cao trình giới hạn bảo vệ mái thượng lưu là:
lở lớp gia cố nhất là phần dưới thấp của mái dốc ta bố trí hệ thống thoát nước (20×20)
là các rãnh nhỏ chéo nhau, nghiêng với trục đập một góc 450 tạo thành các ô, trong rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa và tránh xói mòn Nước từ những rãnh nghiêng này đổ vào rãnh ngang trên cơ đập dốc về hai bên bờ để nối với mương dọc, dẫn nước
Hình 6-2 : Bảo vệ mái hạ lưu.
6.2.5 Thiết bị thoát nước đập
6.2.5.1 Mục đích
Trang 40Do sự chênh lệch mực nước thượng lưu và hạ lưu đập nên trong đập xuất hiện dòng thấm Các dòng thấm này nếu mạnh sẽ gây những hiện tượng bất lợi cho đập như trôi đất, xói mòn, sạt lỡ mái đập và có khả năng gâp phá hủy đập Do vậy ta phải có các biện pháp làm giảm áp lực thấm bằng cách lắp đặt thiết bị thoát nước nhằm đưa dòng thấm thoát ra hạ lưu dễ dàng và an toàn, đồng thời hạ thấp đường bão hoà tăng ổn định chống xói ngầm và trượt mái
6.2.5.2 Hình thức, cấu tạo thiết bị thoát nước
Hình thức và thiết bị thoát nước phụ thuộc vào loại đập, điều kiện địa chất, mực nước hạ lưu và nguyên vật liệu tại chỗ Trong trường hợp này ta chọn hình thức vật thoát nước kiểu lăng trụ cho phần lòng sông kết hợp với kiểu thoát nước
áp mái cho sườn đập Trên cơ sở tính toán điều tiết hồ bố trí tuyến đập và tuyến tràn Tuyến tràn xả lũ bố trí vai tả đập xả xuống khe Hao Hao sau đập Do đó mực nước hạ lưu đập hoàn toàn phụ thuộc vào mức xã của tràn xả lũ ở đầu đập.Tra quan hệ (Q ~ Z) cho mặt cắt lòng suối Hao Hao, chọn mặt cắt đại diện lòng suối Hao Hao cách cửa ra tràn xả lũ đổ vào khe Hao Hao 100m về hạ lưu Ta có:
- Chiều rộng đỉnh lăng trụ (Blt) xác định theo điều kiện thi công và yêu cầu quản
lý (quan trắc, kiểm tra) Chọn Blt = 2m